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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Presslingen aus Stroh zu deren industriellen, beispielsweise kalorischen und/oder chemischen bzw. mikrobiologischen Verwertung, wobei das Stroh nach einer vorhergehenden Zerkleinerung gepresst wird.
Um zerkleinerte, beispielsweise vermahlene Substanzen besser und einfacher handhaben zu können, werden diese schon bisher des öfteren zu kleinstückigen Presslingen geformt. In Form solcher Presslinge ist eine solche Substanz leichter transportierbar, benötigt weniger Lagerraum und entwickelt beim Fördern und Verladen weniger Staub. Die Herstellung solcher Presslinge stösst dann auf wenig Schwierigkeiten, wenn die Substanz in Form eines dicht lagernden Pulvers anfällt, dessen Schüttgewicht nur wenig geringer ist als dessen Raumgewicht.
Für die industrielle Verwertung von Stroh ist die Verarbeitung zu solchen hochverdichteten Presslingen wünschenswert, stösst jedoch bei Anwendung der üblichen Presstechnik auf erhebliche
Schwierigkeiten, zumal für ein Vermahlen des Strohs zu Pulver ein unwirtschaftlich hoher Energieaufwand erforderlich wäre. Wird jedoch das Stroh zu Teilchen zerkleinert, die eine gewisse, wenn auch geringe Länge aufweisen, dann erweisen sich diese als ausserordentlich sperrig und lassen sich sehr schlecht verpressen. So wogen beispielsweise 100 l eines Mahlgutes, das in einer Schlagmühle mit einer Sieblochung von 10 bis 14 mm vermahlen wurde, 4, 2 kg, wogegen reine Strohsubstanz etwa 120 kg/hl wiegt ; das Schüttgewicht ist demnach ausserordentlich stark vom Zerkleinerungsgrad abhängig.
Darüber hinaus wird es noch zusätzlich beeinflusst durch die elektrostatische Aufladung der Strohteilchen, wie sie bei der Zerkleinerung des Strohs unweigerlich eintritt ; durch die Abstossungskräfte, die von über 5 kV hohen Spannungen hervorgerufen werden, erfolgt eine zusätzliche Auflockerung der Masse der Strohteilchen.
Versucht man nun eine solche Masse derart zu Presslingen zu verarbeiten, wie dies bei Pulvern üblich ist, erweist es sich, dass dies kaum möglich ist, ohne der Masse irgendwelche klebenden Substanzen beizumengen, wie etwa Melasse, trocknende Öle, leimartige Binder od. dgl., welche den Presslingen den erforderlichen Zusammenhalt geben. Solche Zugaben können beispielsweise der Verfütterung solcher Presslinge dienlich sein, indem sie zur Verdaulichkeit beitragen.
Für eine industrielle Verwertung des Strohs im Sinne der Erfindung ist die Beimengung solcher klebender Substanzen jedoch nicht tunlich, teils aus wirtschaftlichen Gründen, weil dadurch die Herstellung der Presslinge verteuert wird, teils auch aus technischen Gründen, weil dadurch die Verwertbarkeit der Strohmasse eingeschränkt werden kann.
Ziel der Erfindung ist die Herstellung von Strohpresslingen, die sich für eine industrielle Verwertung optimal eignen, teils deshalb, weil sie im wesentlichen aus reiner Strohsubstanz bestehen, teils auch deshalb, weil sie eine hohe Dichte aufweisen und sich infolgedessen besonders gut handhaben lassen.
Erfindungsgemäss wird das zerkleinerte Stroh zunächst, z. B. in einer Schlagmühle, vermahlen, sowie nach Entzug der innerhalb dieses Mahlgutes enthaltenen Luft durch Abquetschen, z. B. wie an sich bekannt in einer Schneckenpresse, und/oder Absaugen, z. B. mittels einer Pumpe, sowie nach einer Erhöhung der gegenseitigen Haftfähigkeit der Strohteilchen, vorzugsweise wie an sich bekannt durch Benetzung mit einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser enthaltend einen Zusatz, der dessen elektrische Leitfähigkeit und/oder dessen Benetzungsfähigkeit bzw. Adhäsion auf Stroh verbessert, in einem Formpressvorgang, insbesondere einem Strangpressvorgang, zu stückigen, knolligen Presslingen mit einer Dichte vorzugsweise oberhalb 1 g/cm3 gepresst.
Die Erfindung beruht demnach weitgehend auf der Erkenntnis, dass bei Anwendung bisher üblicher Pressverfahren speziell auf die Herstellung von Strohpresslingen deshalb kein wünschenswerter Erfolg erzielt werden kann, weil die in der Pressmasse eingeschlossene Luft beim Pressen nur zu einem geringen Anteil entweichen kann, zu einem erheblichen Anteil jedoch komprimiert wird und im Pressgut verbleibt.
Ist nun die beim Pressen erzielte Verbindung der Masseteilchen zu wenig fest, was bei einem zu hohen Luftanteil zwangsläufig der Fall ist, dann zerstört die auf 1000 bar oder mehr komprimierte Luft alsbald die Presslinge nach deren Austritt aus der Pressform. Diese Kompression der eingeschlossenen Luft ist es auch, welche die weit über reibungsbedingte Erwärmung der Pressmasse hinausgehende Erhitzung der Presslinge zur Folge hat und aufwendige, der Presse zuzuordnende Kühlvorrichtungen erforderlich macht.
Demgegenüber kann bei Einhaltung der erfindungsgemässen Bedingungen der in den Presslingen enthaltene Luftanteil auf ein optimales Minimum verringert werden, u. zw. mit einem vergleichsweise geringen Energieaufwand für das Pressen. Während bisher für die Herstellung von Presslingen Pressdrücke
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bis zu 1500 bar erforderlich waren, um den Presslingen einen halbwegs befriedigenden Zusammenhalt zu geben, können bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens die anzuwendenden Pressdrücke auf einen Bruchteil dieser Höhe herabgesetzt werden. Auch der für das Zerkleinern des Strohes erforderliche Energieaufwand kann vergleichsweise niedrig sein : Es genügt, das Stroh in einer Mühle zu zerkleinern, deren Sieblochung etwa 10 bis 14 mm Durchmesser aufweist.
Wesentlich für den Erfolg des erfindungsgemässen Verfahrens ist der dem eigentlichen Pressvorgang vorangehende Luftentzug. Wird dieser Luftentzug durch ein Abquetschen der Strohteilchen herbeigeführt, dann empfiehlt es sich, dieses Abquetschen in einer Vorrichtung durchzuführen, deren Wandungen und/oder Stempel luftdurchlässig ausgebildet, z. B. perforiert, sind.
Wesentlich ist ferner für den Erfolg des erfindungsgemässen Verfahrens die Erhöhung der gegenseitigen Haftfähigkeit der Strohteilchen. Hiezu geeignete Massnahmen, z. B. die Benetzung der Strohteilchen mit einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser enthaltend einen Zusatz, der dessen elektrische Leitfähigkeit und/oder dessen Benetzungsfähigkeit bzw. Adhäsion auf Stroh verbessert, kann man zu jedem beliebigen Zeitpunkt vor dem eigentlichen Pressvorgang, z. B. Strangpressvorgang, durchführen.
Gleichwohl im Rahmen der Erfindung die Erhöhung der Haftfähigkeit der Strohteilchen wohl am wirtschaftlichsten durch Benetzen mit einer Flüssigkeit erfolgt, stehen aber auch andere Möglichkeiten offen. So kann etwa dem Mahlgut vor dem Formpressen die beim Mahlen angenommene elektrische Aufladung durch Einwirkung eines ionisierten Gases, vorzugsweise ionisierter Luft, entzogen werden.
Bei Einhaltung der oben gekennzeichneten Bedingungen ergibt das erfindungsgemässe Verfahren ein Produkt, das im wesentlichen beimengungsfrei als stückige Strohsubstanz mit optimal geringem Luftanteil anfällt und sich infolgedessen für jedwede Art einer industriellen Verwertung, bei welcher solche reine Strohsubstanz zu verarbeiten ist, bestmöglich eignet.
Was die Zusätze zu jener Flüssigkeit, insbesondere Wasser, anlangt, mit welcher die Strohteilchen zwecks Erhöhung der gegenseitigen Haftfähigkeit benetzt werden sollen, so wurde ermittelt, dass sich insbesondere Seife, z. B. die sogenannte Schmierseife, hiefür gut eignet, da sie sowohl die Oberflächenspannung reduziert als auch die elektrische Leitfähigkeit des Wassers erhöht und dadurch eine statische Aufladung zu verhindern vermag. Darüber hinaus vermag sie aber auch die in der Pressform auftretende Reibung erheblich zu verringern. Öl würde sich als Schmiermittel weniger eignen, weil es die Oberflächenspannung unerwünschterweise erhöhen würde.
Geeignet sind auch hochmolekulare Eiweisssubstanzen, sofern man sie in eine kolloidale Lösung zu bringen vermag oder zumindest in eine stabile Emulsion ; auch sie tragen kräftig zu einer Erhöhung der gegenseitigen Haftfähigkeit der Strohteilchen bei, ohne jedoch die Eigenschaften der Strohsubstanz zu beeinträchtigen bzw. zu verfälschen. Als Klebemittel wirken sie nicht, weil sie zur Erzielung einer Klebewirkung in wesentlich grösseren Mengen, nicht bloss als Wasserzusatz, hinzugefügt werden müssten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Herstellen von Presslingen aus Stroh zu deren industriellen, beispielsweise kalorischen und/oder chemischen bzw. mikrobiologischen Verwertung, wobei das Stroh nach einer vorhergehenden Zerkleinerung gepresst wird, dadurch gekennzeichnet, dass das
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Wasser enthaltend einen Zusatz, der dessen elektrische Leitfähigkeit und/oder dessen Benetzungsfähigkeit bzw. Adhäsion auf Stroh verbessert, in einem Formpressvorgang, insbesondere einem Strangpressvorgang, zu stückigen, knolligen Presslingen mit einer Dichte vorzugsweise oberhalb 1 g/cm3 gepresst wird.
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The invention relates to a method for producing pellets from straw for their industrial, for example caloric and / or chemical or microbiological utilization, the straw being pressed after a previous comminution.
In order to be able to handle comminuted, for example ground, substances better and more easily, they have often been formed into small-sized compacts so far. In the form of such compacts, such a substance is easier to transport, requires less storage space and develops less dust during conveying and loading. The production of such compacts presents little difficulty if the substance is obtained in the form of a densely stored powder, the bulk density of which is only slightly less than its density.
For the industrial utilization of straw, processing into such highly compacted compacts is desirable, but encounters considerable ones when using the usual pressing technology
Difficulties, especially since an uneconomically high amount of energy would be required to grind the straw into powder. However, if the straw is crushed into particles that have a certain, albeit short, length, then these prove to be extraordinarily bulky and are very difficult to compress. For example, 100 l of a ground material, which was ground in a hammer mill with a perforation of 10 to 14 mm, weighed 4.2 kg, whereas pure straw substance weighed around 120 kg / hl; the bulk density is therefore extremely dependent on the degree of comminution.
In addition, it is additionally influenced by the electrostatic charging of the straw particles, which inevitably occurs when the straw is crushed; the repulsive forces caused by voltages higher than 5 kV further loosen the mass of the straw particles.
If you now try to process such a mass into pellets, as is customary with powders, it turns out that this is hardly possible without adding any adhesive substances to the mass, such as molasses, drying oils, glue-like binders or the like. , which give the compacts the necessary cohesion. Such additions can be used, for example, to feed such compacts by contributing to their digestibility.
However, the admixture of such adhesive substances is not feasible for industrial utilization of the straw in the sense of the invention, partly for economic reasons, because this makes the production of the compacts more expensive, and partly also for technical reasons, because this can restrict the usability of the straw mass.
The aim of the invention is the production of straw compacts which are optimally suitable for industrial use, partly because they consist essentially of pure straw substance, partly also because they have a high density and are therefore particularly easy to handle.
According to the crushed straw is first, for. B. in a hammer mill, and after removing the air contained within this ground material by squeezing, z. B. as known per se in a screw press, and / or suction, for. B. by means of a pump, and after an increase in the mutual adhesion of the straw particles, preferably as known per se by wetting with a liquid, in particular water containing an additive that improves its electrical conductivity and / or its wetting ability or adhesion to straw, in a compression molding process, in particular an extrusion process, into lumpy, bulbous compacts with a density preferably above 1 g / cm 3.
The invention is therefore largely based on the knowledge that when using conventional pressing methods, particularly for the production of straw compacts, no desirable success can be achieved because the air enclosed in the molding compound can only escape to a small extent during pressing, to a considerable extent however is compressed and remains in the pressed material.
If the connection of the mass particles achieved during pressing is now too weak, which is inevitably the case when the air content is too high, the air compressed to 1000 bar or more immediately destroys the compacts after they have left the mold. It is also this compression of the enclosed air that results in the heating of the compacts, which goes far beyond the frictional heating of the molding compound, and necessitates complex cooling devices to be assigned to the press.
In contrast, the air content contained in the compacts can be reduced to an optimal minimum if the conditions according to the invention are observed, u. with a comparatively low expenditure of energy for pressing. While previously pressing presses for the production of compacts
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up to 1500 bar were required in order to give the compacts a reasonably satisfactory cohesion, the pressing pressures to be used can be reduced to a fraction of this level when using the method according to the invention. The amount of energy required to shred the straw can also be comparatively low: it is sufficient to shred the straw in a mill with a perforated sieve of about 10 to 14 mm in diameter.
Air extraction preceding the actual pressing process is essential for the success of the method according to the invention. If this removal of air is brought about by squeezing the straw particles, then it is advisable to carry out this squeezing in a device whose walls and / or stamps are air-permeable, for. B. are perforated.
It is also essential for the success of the method according to the invention to increase the mutual adhesion of the straw particles. Appropriate measures, e.g. B. the wetting of the straw particles with a liquid, especially water containing an additive that improves its electrical conductivity and / or its wetting ability or adhesion to straw, can be at any time before the actual pressing process, for. B. extrusion process.
Although within the scope of the invention the adhesion of the straw particles is increased most economically by wetting with a liquid, other possibilities are also open. For example, the electrical charge assumed during grinding can be removed from the ground material before the compression molding by the action of an ionized gas, preferably ionized air.
If the conditions identified above are observed, the process according to the invention results in a product which is obtained essentially as an uninfluenced product as a lumpy straw substance with an optimally low proportion of air and, as a result, is ideally suited for any type of industrial use in which such pure straw substance is to be processed.
As for the additives to the liquid, in particular water, with which the straw particles are to be wetted in order to increase the mutual adhesion, it was determined that soap, in particular. B. the so-called soft soap, is well suited for this, since it both reduces the surface tension and increases the electrical conductivity of the water and can thus prevent static charging. In addition, it can also significantly reduce the friction occurring in the mold. Oil would be less suitable as a lubricant because it would undesirably increase surface tension.
High molecular weight protein substances are also suitable, provided they can be brought into a colloidal solution or at least into a stable emulsion; they also contribute strongly to an increase in the mutual adherence of the straw particles without, however, impairing or falsifying the properties of the straw substance. They do not act as adhesives because they would have to be added in much larger quantities to achieve an adhesive effect, not just as a water additive.
PATENT CLAIMS:
1. A process for the production of compacts from straw for their industrial, for example caloric and / or chemical or microbiological recycling, the straw being pressed after a previous comminution, characterized in that the
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Water containing an additive, which improves its electrical conductivity and / or its wetting ability or adhesion to straw, is pressed in a compression molding process, in particular an extrusion molding process, into lumpy, bulbous compacts with a density preferably above 1 g / cm 3.